Вопрос о том, почему сон так важен для человека и животных, до сих пор остается загадкой. Известно, что во сне мозг многократно воспроизводит дневной опыт, активируя популяции нейронов, участвовавших в обучении. Эксперименты показывают, что при этом не только «закрепляется» память, но и протекает активный процесс поиска решения дневных когнитивных задач — человек просыпается с «готовым» решением. Однако картина механизмов, определяющих роль сна в обучении, остается фрагментарной. Маркос Франк (Marcos Frank), руководитель группы исследователей из Школы медицины Пенсильванского университета (США), опубликовавших статью в новом номере журнала Neuron, утверждает: «Мы впервые по-настоящему поняли, как мозг на клеточном уровне изменяет силу межнейронных соединений во время сна».
По его словам, изменения синапсов (межнейронных контактов), связанные с формированием долговременной памяти, которые они наблюдали во время сна, попросту не могут происходить во время бодрствования. «Когда животное засыпает, как будто поворачивает-
ся рычажок выключателя: сразу же включается все, что нужно для построения синаптических соединений, обеспечивающих формирование памяти. Это просто поразительно!» — говорит Маркос Франк.
Исследователь-постдок Сара Атон (Sara Aton), Маркос Франк и их коллеги установили, что ферменты, необходимые для реорганизации меж-нейронных связей и в конечном итоге для формирования долговременной памяти о произошедшем во время бодрствования, начинают работать, когда у подопытного животного появляется возможность заснуть. Важность активации этих ферментов дополнительно подтверждается тем, что подавление ее во время сна предотвращает запоминание.
Выявленные в этом исследовании биохимические механизмы, вероятно, участвуют в реактивации следа дневной памяти и его переводе в долговременную форму. Вопросы о том, как дневная память «ждет» момента сна и как она избирательно активируется во сне, все еще ждут своих ответов. Как и вопрос о возможности запуска «сонных» процессов во время бодрствования, решение которого могло бы открыть дорогу принципиально новым способам повысить эффективность обучения.
Сергей Шишкин, Михаил Бурцев
Mechanisms of sleep-dependent consolidation of cortical plasticity (Neuron) — www.cell.com/neuron/abstract/S0896-6273(09)00040-3.
PENN study shows why sleep is needed to form memories (University of Pennsylvania School of Medicine) — www.uphs.upenn. edu/news/News_Releases/2009/02/sleep-memory-formation.html.